SonidoYDistancia

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Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias de 
la fuente de sonido 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Objetivo 
 
Estudiar la variación de la intensidad del sonido en relación con la 
distancia de la fuente de sonido, a partir de la formulación de una 
hipótesis y su posterior verificación utilizando sensor micrófono del 
Labdisc. 
Introducción y teoría 
 
¿Alguna vez han escuchado música tan lejos de la fuente de sonido que no es posible reconocer 
la canción que se está reproduciendo? ¿Y les ha ocurrido que, al acercarse a la fuente de 
sonido, este se hace más claro y pueden identificar la canción? Este tipo de fenómenos, aunque 
cotidianos, nos dan cuenta de un interesante fenómeno que ocurre con respecto al sonido y es 
que existe una relación entre la intensidad del sonido y la distancia que se tiene respecto a la 
fuente que lo emite. 
Sonido y distancia 
Supongan que están cerca de un par de personas conversando, pero no pueden 
entender lo que están hablando porque solo escuchan murmullos. ¿Qué harían 
para investigar la relación que existe entre el sonido y la distancia de la fuente 
emisora? 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
¿Creen que hay una relación entre el sonido y la distancia de la fuente? ¿Cómo es 
esta relación? 
Introducción 
Introducción y teoría 
 
¿De qué manera creen que varía la intensidad del sonido en relación a la 
distancia respecto a la fuente emisora? 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Marco teórico 
El sonido es una onda que se produce por una perturbación causada por la vibración de 
un objeto y posee, al menos, dos características principales. La primera es que necesita 
un medio para propagarse, lo que lo convierte en una onda mecánica y, la segunda, es 
que las partículas del medio oscilan en una dirección paralela a la dirección en que se 
mueve la onda, por lo que el sonido corresponde a una onda longitudinal. 
 
En cuanto al movimiento oscilatorio de las partículas del medio, este produce regiones 
de alta y de baja presión transitoria. Estas regiones están relacionadas con la distancia 
máxima que las partículas cubren en medio de una oscilación (amplitud de la onda). 
Dependiendo de la magnitud de la amplitud, el sonido se clasifica como fuerte o débil, 
lo que, a su vez, está relacionado con la intensidad del sonido. 
 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Marco teórico 
 
La intensidad del sonido se define como la cantidad de energía acústica que se 
transporta más allá de un área dada del medio por unidad de tiempo (segundos). La 
energía acústica depende de la potencia acústica. La amplitud de onda y la potencia 
acústica son directamente proporcionales entre sí, es decir, a mayor amplitud, 
mayor es la potencia acústica. Esta relación se expresa en la siguiente ecuación: 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Introducción y teoría 
 
Donde I es la intensidad del sonido, P es la potencia de sonido y A es el área normal a 
la dirección de propagación (superficie que contiene un sonido). 
Las unidades de intensidad del sonido son decibelios (dB). 
La intensidad del sonido se determina principalmente por tres factores: 
 
• La composición de la superficie de la fuente de sonido. 
• La naturaleza del medio elástico donde la onda sonora se propaga. 
• La distancia de la fuente de sonido. 
 
En esta clase vamos a explorar el último concepto, es decir, la distancia de la fuente 
de sonido. Nuestra experiencia nos dice que a medida que nos alejamos del punto de 
la fuente de sonido, la intensidad del sonido disminuye. La ley que regula esta 
relación se llama ley del cuadrado inverso y establece que el nivel de intensidad del 
sonido tiene una relación inversa al cuadrado de la distancia. 
 
 
 
Introducción y teoría 
 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
 
 
 
Donde: 
r = Distancia respecto a la fuente. 
 
 
Introducción y teoría 
 
Sonido y distancia 
¿Cómo varía la intensidad del sonido a medida que nos alejamos del punto de la 
fuente de sonido? 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Ahora, se anima a los estudiantes a plantear una hipótesis, la que debe ser 
verificada mediante un experimento. 
Descripción de la actividad 
 
 
Los estudiantes medirán la intensidad del sonido a diferentes distancias de la 
fuente de sonido (0.5, 1, 1.5 y 2 m de distancia de la fuente de sonido) utilizando 
el sensor micrófono del Labdisc. 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Es importante que los estudiantes escojan un lugar con un buen aislamiento de sonido 
para llevar a cabo el experimento. Además, los estudiantes deben tener suficiente espacio 
para moverse libremente lejos de la fuente de sonido. 
 
Un instrumento musical que puede serles útil es un órgano, ya que este puede emitir 
sonidos constantes. Sin embargo, para el propósito de esta actividad, también es posible 
usar alguna otra fuente sonora, por ejemplo, una grabadora. 
Labdisc 
Recursos y materiales 
 
 
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de la fuente de sonido 
Cable de conexión USB 
 
Cinta métrica 
 
Cinta adhesiva de color 
 
Órgano (u otra fuente de sonido 
que emita un sonido constante) 
Uso del Labdisc 
 
 
 
Configuración del Labdisc 
Para realizar las mediciones con el sensor micrófono, lleven a cabo los siguientes pasos: 
Abran el software GlobiLab, conecten el Labdisc y enciéndanlo. 
Configuren el Labdisc para medir con el sensor micrófono de forma manual. 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Uso del Labdisc 
 
 
 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Una vez que hayan realizado la configuración del sensor, inicien las mediciones oprimiendo el 
botón . Presionen el botón del Labdisc cada vez que quieran registrar un dato. 
 
 
Cuando terminen las mediciones, detengan el Labdisc oprimiendo el botón . 
Experimento 
 
 
 
Ejecuten el experimento en un entorno tranquilo. Esto es vital para obtener resultados 
precisos durante el experimento. 
Sonido y distancia 
Midan 2 metros sobre el suelo con la cinta métrica. 
Hagan una marca cada 50 cm en el suelo, usando pedazos de cinta adhesiva. 
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de la fuente de sonido 
Experimento 
 
 
 
Tomen la primera muestra a 0 m. Repitan la medición a los 0.5, 1, 1.5 y 2 m, siguiendo las 
líneas marcadas previamente. 
Sonido y distancia 
Una vez que hayan realizado la medición en todas las distancias indicadas, detengan el Labdisc. 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Coloquen el órgano (o una fuente que emita un sonido contante) en el principio de la línea y 
ubiquen el Labdisc al lado de la fuente. Preocúpense de situar los altavoces de la fuente sonora 
delante del sensor micrófono. 
Resultados y análisis 
 
 
 
Los siguientes pasos explican cómo analizar los resultados del experimento: 
Conecten el Labdisc al computador mediante el cable de comunicación USB o a través 
del canal de comunicación inalámbrica Bluetooth. 
En el botón superior del menú, presionen y seleccionen . 
Escojan el último experimento de la lista. 
Observen el gráfico que aparece en la pantalla. 
Si lo consideran necesario, pulsen el botóny escriban notas en el gráfico. 
Para estudiar cómo varía la intensidad de la luz con la distancia, analicen los valores 
numéricos. Para ello, primero pulsen el botón , y luego el botón . 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
¿Qué sucedió cuando alejaron el sensor de la fuente de sonido? 
¿Se relacionan sus resultados con su hipótesis inicial? 
Sonido y distancia 
¿Podrían describir la curva en el gráfico? (Por ejemplo, lineal, cuadrática, 
logarítmica, etc). 
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de la fuente de sonido 
Resultados y análisis 
 
 
 
Resultados y análisis 
 
 
 
El siguiente gráfico debe ser similar al que obtengan los estudiantes. 
Sonido y distancia 
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de la fuente de sonido 
¿Qué ocurre con el nivel de intensidad del sonido a medida que aumenta la distancia 
de la fuente de sonido? 
 
Los estudiantes deben reconocer que los niveles de intensidad de sonido disminuyen a 
medida que la distancia aumenta. 
De acuerdo con los resultados y la información proporcionada en el marco teórico, 
¿por qué el nivel de intensidad del sonido disminuye a medida que se aleja la fuente 
de sonido? 
 
Los estudiantes deben señalar qué tipo de onda es el sonido, y concluir que las ondas 
de sonido son ondas mecánicas que viajan longitudinalmente en el medio ambiente. 
Por lo tanto, como la distancia aumenta, la zona en la que se están moviendo aumenta 
y, en consecuencia, la intensidad de la onda sonora disminuye. 
Conclusiones 
 
 
 
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de la fuente de sonido 
Además de la distancia, ¿pueden mencionar otros factores que influyen en la 
intensidad del sonido? 
 
Los estudiantes deben mencionar al menos dos factores revisados en el marco 
teórico. Uno de estos es la composición de la superficie de la fuente de sonido y, 
otro, es la naturaleza del medio elástico por donde se propaga la perturbación. 
¿De qué manera la intensidad del sonido varía con los cambios en la distancia? 
Expliquen cómo se llama esta relación y la fórmula matemática que la define. 
 
Los estudiantes deben establecer que la intensidad del sonido disminuye a medida 
que la distancia de la fuente aumenta. La intensidad del sonido disminuye de manera 
directamente proporcional al cuadrado de la distancia de la fuente de sonido, tal 
como se expresa en la ley del cuadrado inverso a través de su fórmula: 
Conclusiones 
 
 
 
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de la fuente de sonido 
Conclusiones 
 
 
 
Los estudiantes deben llegar a las siguientes conclusiones: 
 
La intensidad del sonido de una onda mecánica que viaja longitudinalmente puede 
ser expresada en decibelios (dB). Esta depende principalmente de tres factores: la 
composición de la superficie de la fuente de sonido, la naturaleza del medio elástico 
donde la onda está viajando y la distancia de la fuente de sonido. 
 
Es posible concluir que la intensidad del sonido disminuye a medida que la distancia 
de la fuente aumenta, según la ley del cuadrado inverso. 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Si tuvieran tres fuentes de sonido distintas que emiten diferentes valores de 
potencia acústica, y quisieran medir la intensidad del sonido a distintas distancias, 
¿creen que los valores de la intensidad del sonido serían iguales o diferentes? 
Justifiquen su respuesta. 
 
Los estudiantes deben analizar la ecuación de la ley del cuadrado inverso y establecer 
que la intensidad del sonido sería diferente en cada caso debido a que la potencia 
acústica es diferente. 
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Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
Actividad de aplicación 
¿Cómo creen que se relaciona la densidad con la disminución de la intensidad del 
sonido a medida que uno se aleja de la fuente de sonido? 
 
Los estudiantes deben analizar la fórmula proporcionada en el marco teórico, y 
recordar las características de la onda sonora. Las ondas de sonido disminuyen en 
densidad a medida que la distancia aumenta, debido a que la misma cantidad de 
ondas está contenida en una zona mayor. 
Sonido y distancia 
Medición de la intensidad del sonido a diferentes distancias 
de la fuente de sonido 
¿Pueden imaginar algunos de los usos de la ley del cuadrado inverso? 
 
Los estudiantes deben analizar la información de los antecedentes teóricos, y establecer 
algunas aplicaciones prácticas de la ley del cuadrado inverso. Por ejemplo, se podría 
utilizar para conocer la ubicación de una persona que se mueve con respecto a una 
fuente de sonido (la potencia acústica debe ser una información conocida). Esta es una 
pregunta abierta, por lo que puede haber varias respuestas correctas. 
Actividad de aplicación